塑料排水板软基处理施工工法

塑料排水板软基处理施工工法

1前言

竖向塑料排水板处理软地基，是用塑料排水板将地基中的水排除，以增加作用于土颗粒的有效应力来加速地基固结沉降，达到提高强度的目的。塑料排水板法是排水固结法的一种形式。排水固结法或是先在地基中设置砂井或塑料排水板法等竖向排水体，然后利用建（构）筑物本身重量分级逐渐加载；或是在建（构）筑物建造以前，在场地先行加载预压（或者真空预压），使土体中的孔隙水排出，逐渐固结，地基发生沉降，同时强度提高的方法。该方法是处理软土地基的有效方法之一，它可以解决以下两个问题：

(1)沉降问题，使地基的沉降在加载预压期间大部分或基本完成，使构筑物在使用期间不致产生不利的沉降或沉降差。

(2)稳定问题，加速地基土的抗剪强度的增长，从而提高地基的承载力和稳定性。

塑料排水板施工工艺以其施工速度快、造价低等优势在软基处理工程中占据了举足轻重的地位，但是，在插设塑料排水板施工中通常出现的回带现象，并且超出设计要求和施工规范规定。针对这一问题，在珠海高栏港软基处理工程中对塑料排水板施工工艺进行了一些简单改进，取得了较为理想的效果。

2 工法特点

最早的排水固结法是砂井排水，但此法存在的问题是地基变形后,容易产生断颈和颈缩。塑料排水板法弥补了砂井的不足,使施工工艺大大简化,工效成倍增长,具有以下显著特点：

2.1 塑料排水板是由厂家批量生产的，质量均匀且易控制，具有良好的透水和排水性能；

2.2 塑料排水板材料具有一定的强度及延伸率,适应地基变形的能力强；

2.3 重量轻(约15N/m)，搬运方便,施工质量易控制和检查；

2.4 塑料排水板的断面尺寸小，插入时对地基土扰动小，连续性好；

2.5 施工机械简单,施工速度快，劳动强度小,施工场地整洁。

3 适用范围

3.1 本工法适用于工业及民用建筑、市政、道路及港口等工程的排水加固地基。

3.2 适用于淤泥、淤泥质土、粉土及饱和性土等软土地基。

4 工艺原理

利用插板机械在含水量大、孔隙比大、压缩性高、深厚的软土地基中插设具有良好透水性的塑料排水板，从而在软土地基中形成竖向的排水通道，在其上铺设砂垫层而形成水平排水通道增加了土层的排水通道，如图2所示。在上部辅加荷载（如预压堆载、砂垫层，或者真空预压等）的作用下，在软土地基中产生附加应力。软土地基中的孔隙水应力和附加应力引起的超孔隙水应力随着孔隙水通过塑料排水板和砂垫层排出而降低，地基的孔隙水含水量也随之降低，从而增加了土体密实度。根据太沙基的有效应力原理（б/=б- u；其中：б/表示有效应力，б表示总应力，u表示孔隙水应力）可知，由土颗粒间传递的有效应力б/会随着地基中孔隙水应力降低（即孔隙水的消散）等量增加，进而加速地基的固结和地基土的承载力的提高。使软土地基在较短时间内达到较高的固结度,，大大减小路基的工后沉降。

图1 地基中A点的排水路径比较示意图

5 施工工艺流程及操作要点

5.1 打设塑料排水板

塑料排水板施工顺序为：定位→将塑料排水板通过导管从管靴穿出→将塑料排水板与桩尖连接贴紧管靴并对准桩位→插入塑料排水板（长度不够时：接头处理→插入下一截塑料排水板）→拔管剪断塑料排水板。

5.2 定位

插板间距按设计要求布置。塑料排水板间距允许偏差为±15cm，垂直偏差不应大于1.5%。

5.3 塑料排水板导管靴与桩尖

塑料排水板导管靴与桩尖均采用圆形。桩尖平端与导管靴配合要适当，避免错缝，防止淤泥在打设过程中进入导管、增大对塑料排水板的阻力。

5.4 插入塑料排水板

塑料排水板入土深度以穿透淤泥层为准，实际打入深度不得小于设计深度。塑料排水板接长时，采用滤膜内芯板平搭接的连接方式，搭接长度宜大于20cm。打设后的塑料排水板的垂直度偏差应控制在 1.5%范围内；塑料排水板滤水膜在转盘和打设过程中避免损坏，防止淤泥进入板芯堵塞输水孔，影响排水效果；在打设过程中应保证排水带不扭曲，透水膜不被撕破和污染。

5.5 剪断塑料排水板

塑料排水板打设完毕，应剪断多余的部分，剪断时应保证砂垫层以上的外露长度至少为20cm，使其与砂垫层贯通，保证排水顺畅

清理工作面

填筑预拱土

铺设15cm砂垫层

测放塑料排水板桩位

移机就位插设塑料排水板

塑料排水板桩头处理

铺设土工格栅

铺设15cm砂垫层

埋设观测水杯和位移观测桩。如果

采用真空预压还要布设闭气设施

堆载预压或者真空预压

图2 塑料排水板法施工流程图

5.6 施工过程中注意事项

5.6.1 首先进行清表，填筑预拱土并且按设计分区开挖排水沟，为了利于排水,中间部分比四周高出20cm。

5.6.2 在预拱土上铺设30cm厚的砂垫层并碾压，提供合格的操作场地。为了保证砂垫层具有良好的透水性能和在插板过程中的支承性能，砂垫层应采用含泥量小于5%的中粗砂，且不含有机杂质,碾压密实至中密以上。

5.6.3 采购进场存放在现场的塑料排水板应加以遮盖，应避免阳光直接照射和长时间暴露在空气中老化。

5.6.4 塑料排水板进入施工现场和打设前由专人检查其主要质量指标，发现破损和污染部分应剪除。使用前还必须按规定进行检验，各项技术指标满足设计

要求后方可施工使用。

5.6.5 严格按施工图设计的位置、间距进行测放塑料排水板插设位置，并作好标示，严格控制塑料排水板间距，严禁随意施插。

5.6.6 桩尖与套管要配套,避免淤泥进入套管。一经发现,必须及时清除，以免塑料板与套管壁间的摩擦力增大以致带出塑料板。

5.6.7 为了避免淤泥进入板芯以致堵塞排水通道,影响排水效果，防止塑料排水板被带出，底部端头的塑料排水板应反折回一定长度，与“-”或“H”形锚销可靠连接，并且锚销与导管下端口密封要严。施工中为了防止打设过程中土层与插板直接接触,损伤排水板可采用“H”形锚销。

5.6.8 为确保塑料排水板打设深度,在插板机塔架上应设有明显的进尺标记,以控制排水板的打设深度。

5.6.9 打设过程中，当塑料排水板长度不够而需要接长时，接长塑料排水板必须符合《塑料排水板施工规程》（JTJ/T256-96）附录C的规定，以确保排水性能。

5.6.10 严格控制塑料排水板的打入深度。打入深度应考虑上拔时的跟带(排水板被导管往上带)长度，如果打入深度达不到设计要求或跟带长度在50cm以上的排水板应废弃，并在距废弃排水板附近及时补打。

5.6.11 塑料排水板在插设过程中，必须有专人做好各项记录、施工日志等。塑料排水板施工质量的检验标准及检查方法如表1。

表1. 塑料排水板打设允许偏差、检验数量和方法

5.6.12 每根排水板插设完毕后外露的排水板不得遭污染。检查合格后应及时清除排水板周围带出的泥土并用砂将井眼填实。然后，将砂垫层表面刮平，然后将高出砂垫层的排水板割断，使之与砂垫层顶面持平，保证塑料排水板的顶部